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循环冲击状态下砂岩力学及损伤特性研究

2021-03-24甘德清田晓曦刘志义

中国矿业 2021年3期

甘德清,田晓曦,刘志义,高 锋

(1.华北理工大学矿业工程学院,河北 唐山 063210;2.河北省矿业开发与安全技术实验室,河北 唐山 063210)

近年来,随着我国经济建设快速发展,各类岩体工程项目逐渐增多,同时也出现了许多新的问题亟待解决[1]。在矿山地下开采过程中,由于围岩的失稳破坏造成安全事故往往不是由单次冲击荷载作用产生的,而是围岩承受爆破、机械钻凿等循环动力扰动,在多次冲击荷载下围岩内部微孔隙不断扩展、发育甚至形成贯通裂纹,进而出现失稳现象,该过程可认为是动态循环冲击作用[2]。因此,研究岩石在循环冲击荷载状态下的力学特性、能量耗散规律进而探究其损伤演化机理对于工程实践具有重要的实际意义。

目前,针对循环冲击荷载作用下岩石动态失稳破坏问题,已有专家学者做了诸多探讨。林大能等[3]通过在压力机上对大理石试件进行模拟冲击加载试验,分别得到试件冲击损伤度与冲击次数、动态荷载、围压的相关性,当冲击次数和冲击荷载相同时,围压可显著降低试样的损伤速率;王志亮等[4]基于SHPB试验装置对花岗岩进行等幅循环冲击试验,结果表明当以较大幅值冲击岩体后,随着循环次数的增加,最大应变及平均应变率会随之增加,动态强度随之减小,以低入射幅值进行多次冲击后,试样则未发现有明显损伤;WANG等[5]研究经不同温度对花岗岩热处理再循环冲击后的损伤机理,结果表明,当施加200 ℃后的花岗岩其抵抗冲击荷载能力最强;……

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